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臺(tái)積電稱霸晶圓代工市場(chǎng)的兩大武器

2020-09-01
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

  晶圓代工龍頭臺(tái)積電全球市占率約55%,市值排名全球第十大。根據(jù)高科技產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)TrendForce 最新預(yù)估,2020 年第三季全球晶圓代工業(yè)者營(yíng)收將成長(zhǎng)14%,其中,臺(tái)積電第三季營(yíng)收年成長(zhǎng)高達(dá)21%,這么大的量體卻屢屢繳出令市場(chǎng)驚艷的成長(zhǎng)性,相較之下,市占率排第二的三星電子年成長(zhǎng)僅4%。

  臺(tái)積電如何甩開高喊「半導(dǎo)體愿景2030」窮追不舍的三星,并且能一邊維持成長(zhǎng)動(dòng)能一邊稱霸產(chǎn)業(yè),從8 月25 日臺(tái)積電舉辦的2020 年度全球技術(shù)論壇就能找出一些蛛絲馬跡與解答。

  沖刺先進(jìn)制程,7 納米兌現(xiàn)業(yè)績(jī),2 納米投入研發(fā)

  在甫舉行的技術(shù)論壇中,臺(tái)積電總裁魏哲家針對(duì)臺(tái)積電7 納米、5 納米、3 納米及2 納米制程、封裝技術(shù)發(fā)展及未來(lái)布局關(guān)鍵,進(jìn)行專題演講。

  魏哲家從目前具備量產(chǎn)能力的7 納米(N7)產(chǎn)品談起。他透露,2018 年4 月開始量產(chǎn)的7 納米制程芯片近期達(dá)出貨10 億顆里程碑,出貨占今年第二季晶圓銷售金額36%。

  魏哲家還指出,N7 量產(chǎn)一年后,N7+ 強(qiáng)化版也正式量產(chǎn),成為全球第一個(gè)進(jìn)入商業(yè)量產(chǎn)的EUV 半導(dǎo)體制程。

  根據(jù)TrendForce 預(yù)測(cè),臺(tái)積電第三季營(yíng)收主力為7 納米制程,受惠于5G 建設(shè)持續(xù)部署、高效能運(yùn)算和遠(yuǎn)端辦公教學(xué)的CPU、GPU 等強(qiáng)勁需求,產(chǎn)能維持滿載。目前5 納米制程已進(jìn)入量產(chǎn)階段,正計(jì)劃努力擴(kuò)產(chǎn),強(qiáng)化版5 納米制程則預(yù)計(jì)明年量產(chǎn)。

  同時(shí)臺(tái)積電也積極布局更先進(jìn)的N4 與N3 制程。N4 是臺(tái)積電5 納米家族的最新成員,可進(jìn)一步提升效能、功耗、密度以滿足多樣化產(chǎn)品需求,預(yù)計(jì)2021 年第4 季正式試產(chǎn);N3 為3 納米制程,計(jì)劃2021 年試產(chǎn), 2022 下半年量產(chǎn)。

  魏哲家指出,N3 的定位是成為全世界最先進(jìn)制程技術(shù)。技術(shù)業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總經(jīng)理張曉強(qiáng)補(bǔ)充,3 納米制程雖延用FinFET(鰭式場(chǎng)效電晶體)技術(shù),卻采用全新節(jié)點(diǎn)技術(shù),運(yùn)算速度增加10%~15%、功耗降低25%~30% 、邏輯電晶體密度增加1.7 倍。

  張曉強(qiáng)還透露,2 納米也已投入研發(fā),預(yù)計(jì)最快2024 年后現(xiàn)身。

  在技術(shù)布局,積極追趕臺(tái)積電的三星也并未慢下來(lái),三星第2 季財(cái)報(bào)會(huì)議表示,5 納米制程于2020 年第2 季開始量產(chǎn),并預(yù)計(jì)下半年拓展用戶,正式大量投產(chǎn)。顯示雙方在7 納米以下制程的戰(zhàn)局越來(lái)越激烈。

  雖說(shuō)20 納米世代后,納米制程定義出現(xiàn)分歧,變得有些像紙上數(shù)字游戲。不過(guò),臺(tái)積電推動(dòng)制程的優(yōu)勢(shì),確實(shí)是大家有目共睹。

  值得一提的是,臺(tái)積電沖刺先進(jìn)制程的同時(shí),也采取穩(wěn)健路線,確保制程推進(jìn)順利。例如導(dǎo)入EUV 時(shí),相比技術(shù)不成熟時(shí)就直接全面采用EUV 的三星,臺(tái)積電在沿用FinFET 推出7 納米產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,再推出EUV 進(jìn)階版,確保量產(chǎn)良率。又或者,考慮到7 納米以下投資金額巨大,臺(tái)積電也會(huì)采取和大客戶共同研發(fā)的策略,并確保拿到訂單后準(zhǔn)確預(yù)估規(guī)模。

  公布先進(jìn)制程訊息方面,相比對(duì)手,臺(tái)積電也顯得更謹(jǐn)慎。張曉強(qiáng)表示,接下來(lái)臺(tái)積電準(zhǔn)備興建新的研發(fā)中心。新建研發(fā)中心將容納8 千名工程師及科學(xué)家生活工作,并擁有一條全世界最先進(jìn)的研發(fā)產(chǎn)線,預(yù)計(jì)2021 年啟用。

  擴(kuò)充產(chǎn)能方面,臺(tái)積電也動(dòng)作不斷,近期砸逾新臺(tái)幣50 億元向家登、力特與益通買下南科廠區(qū)。負(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)組織的資深副總經(jīng)理秦永沛強(qiáng)調(diào),臺(tái)積電每年持續(xù)投資100 億美元以上擴(kuò)充產(chǎn)能,產(chǎn)能位居全球第一,并大幅超越三星3 倍以上。

  先進(jìn)封裝將是下一個(gè)決勝場(chǎng)域

  然而,隨著摩爾定律面臨諸多瓶頸、先進(jìn)制程逼近物理極限時(shí),業(yè)界普遍認(rèn)為,先進(jìn)封裝技術(shù)會(huì)成為晶圓代工領(lǐng)域的另一重要戰(zhàn)場(chǎng)。

  三家龍頭均已提早布局先進(jìn)封裝技術(shù),制程落后的三星更期望以封裝技術(shù)為發(fā)力點(diǎn),借助3D IC 封裝技術(shù)X-Cube 挑戰(zhàn)臺(tái)積電。

  據(jù)三星公布,X-Cube 技術(shù)將邏輯與SRAM 向上堆疊以減少芯片面積,再以直通矽穿孔(TSV)技術(shù),提升系統(tǒng)整合芯片的資料處理速度,使之可搭載高容量記憶體解決方案,增加用戶設(shè)計(jì)自由度同時(shí)改善功耗。三星已正式宣布,3D IC 封裝技術(shù)X-Cube 將可用于7 / 5 納米。

  而在布局先進(jìn)封裝技術(shù)的部份,臺(tái)積電也絲毫沒(méi)有示弱。臺(tái)積電認(rèn)為,目前2D 半導(dǎo)體微縮已不符合未來(lái)的異質(zhì)整合需求,3D 半導(dǎo)體微縮成為可滿足未來(lái)系統(tǒng)效能、縮小面積、整合不同功能等解決方案。

  魏哲家強(qiáng)調(diào),臺(tái)積電也將CoWoS、InFO-R、ChiponWafer、WaferonWafer 等先進(jìn)3D 封裝技術(shù)平臺(tái)匯整,未來(lái)將統(tǒng)一命名為「TSMC3DFabric」。此平臺(tái)將持續(xù)提供介面連結(jié)解決方案,以達(dá)成用戶在整合邏輯芯片、高頻寬記憶體及特殊制程芯片的需求。

  臺(tái)積電3D IC 封裝技術(shù),預(yù)計(jì)2021 年正式亮相。業(yè)界預(yù)計(jì),三星爭(zhēng)取主動(dòng)先進(jìn)封裝進(jìn)擊,可能自2022 年開啟。

  過(guò)去,臺(tái)積電憑著InFO 封裝技術(shù)力,奪下蘋果訂單,這對(duì)三星而言是教訓(xùn)在先,對(duì)臺(tái)積電則可謂是乘勝追擊。

  臺(tái)積電不與客戶競(jìng)爭(zhēng),有33 年的客戶信任優(yōu)勢(shì)

  目前,臺(tái)積電7 納米產(chǎn)品供不應(yīng)求,5 納米接單不斷,3 納米首波產(chǎn)能由已釋出MacBook 新單的蘋果包下。

  最新訊息顯示,蘋果也已提前包下2 納米產(chǎn)品首波產(chǎn)能。

  盡管在中美貿(mào)易沖突加劇下,市場(chǎng)傳出擔(dān)憂的聲音。但目前看來(lái),由于手上握有蘋果、AMD、NVIDIA、聯(lián)發(fā)科、高通等大公司訂單,臺(tái)積電并無(wú)訂單銳減之虞。就連魏哲家也表示,相比以往,用戶更積極導(dǎo)入先進(jìn)制程。

  三星方面,據(jù)媒體報(bào)導(dǎo),目前已拿下高通、IBM 及思科、Google 訂單。但也有業(yè)者透露,三星7 納米EUV 制程接單寥寥,5 納米制程也沒(méi)有拿下高通以外大額訂單,與臺(tái)積電的接單狀況形成對(duì)比。

  憑著技術(shù)領(lǐng)先,臺(tái)積電的搶單表現(xiàn)并不令人意外。不過(guò)比起競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星,臺(tái)積電不得不提的優(yōu)勢(shì)一定是用戶信任。

  受限于基因,三星的劣勢(shì)顯而易見。一方面,三星自營(yíng)智慧手機(jī)和CPU 業(yè)務(wù),與蘋果、高通等廠商有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;另一方面,半導(dǎo)體代工用戶需向有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的三星提電源供應(yīng)路設(shè)計(jì)圖,難免有牴觸心理。

  這場(chǎng)剛過(guò)去的臺(tái)積電技術(shù)論壇,魏哲家演講最后強(qiáng)調(diào),臺(tái)積電33 年來(lái)與用戶建立的信任關(guān)系,是臺(tái)積電能持續(xù)發(fā)展的核心價(jià)值。臺(tái)積電始終保持不與用戶競(jìng)爭(zhēng)、不推出自有產(chǎn)品的原則,投注所有資源確保各家客戶的成功。

  結(jié)語(yǔ)

  早在2017 年張忠謀就預(yù)測(cè),臺(tái)積電與三星的競(jìng)爭(zhēng)或?qū)⒀葑優(yōu)閼?zhàn)爭(zhēng)。

  目前來(lái)看,盡管三星極力追趕,嘗試奪取臺(tái)積電寶座,但差距尚未縮小。而憑著先進(jìn)制程和封裝技術(shù),加上搶單實(shí)力,臺(tái)積電坐穩(wěn)晶圓代工龍頭同時(shí),正全方位深挖護(hù)城河,確保維持與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距。

  

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